JPS5866917A - 電界効果型液晶セル - Google Patents
電界効果型液晶セルInfo
- Publication number
- JPS5866917A JPS5866917A JP16640182A JP16640182A JPS5866917A JP S5866917 A JPS5866917 A JP S5866917A JP 16640182 A JP16640182 A JP 16640182A JP 16640182 A JP16640182 A JP 16640182A JP S5866917 A JPS5866917 A JP S5866917A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- cell
- linear polarizer
- crystal cell
- angle
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、第一接続状態ではホメオトロピック配向で
あり、第二接続状態では液晶分子が板の法線の方向にお
いて全体で角度αだけねじられたプレーナ配向である液
晶層が二つの互に平行する支持板の間にはさまれ、液晶
層の両ＩＦＩに直線偏光子が設けられ、第一の直線偏光
子の偏光軸は第一直線偏光子に隣り合せた液晶分子が第
一接続状態で示す優先方向に平行であり、第二直線偏光
子の偏光軸は第二直線偏光子に隣り合せた液晶分子が第
二接続状態で示す優先方向に垂直である電界効果型液晶
表示セルに関するものであろうこの髄の表示セルは通常
休止状態において約９０°ねじられた液晶層を備えて回
転上ルと呼ばれているもので例えば西独国特許出願公告
第２１５８５６３号により公知である。
あり、第二接続状態では液晶分子が板の法線の方向にお
いて全体で角度αだけねじられたプレーナ配向である液
晶層が二つの互に平行する支持板の間にはさまれ、液晶
層の両ＩＦＩに直線偏光子が設けられ、第一の直線偏光
子の偏光軸は第一直線偏光子に隣り合せた液晶分子が第
一接続状態で示す優先方向に平行であり、第二直線偏光
子の偏光軸は第二直線偏光子に隣り合せた液晶分子が第
二接続状態で示す優先方向に垂直である電界効果型液晶
表示セルに関するものであろうこの髄の表示セルは通常
休止状態において約９０°ねじられた液晶層を備えて回
転上ルと呼ばれているもので例えば西独国特許出願公告
第２１５８５６３号により公知である。
回転セルは比較的高いフントラストを示す点で広く使用
されているがこのセルが通常達成するコントラストでは
低過ぎて充分ではない応用分野も存在する。例えば自動
車に使用する液晶ディスプレイテハ少くとも２０：１の
明暗比が要求されるがこれは回転セ°ルに典型的な明暗
比１５：１を明らかに超えている。
されているがこのセルが通常達成するコントラストでは
低過ぎて充分ではない応用分野も存在する。例えば自動
車に使用する液晶ディスプレイテハ少くとも２０：１の
明暗比が要求されるがこれは回転セ°ルに典型的な明暗
比１５：１を明らかに超えている。
この種の液晶表示セルのコントラスト特性を改善するた
めには明所の光透過率の向上は殆んど不可能であるから
暗所の光阻止性の改善を試みなければならない。ねじら
れた液晶の電気光伝達特性についての計算によって明ら
かにされるように理想的な吸収条件はセルの支持板間の
間隔を拡げるか、一定の板間隔に対してそれに対応した
波長の光で照射することによって満たすことができる。
めには明所の光透過率の向上は殆んど不可能であるから
暗所の光阻止性の改善を試みなければならない。ねじら
れた液晶の電気光伝達特性についての計算によって明ら
かにされるように理想的な吸収条件はセルの支持板間の
間隔を拡げるか、一定の板間隔に対してそれに対応した
波長の光で照射することによって満たすことができる。
しかしセルの起動時間が液晶層の厚さの自乗に比例する
から板間隔を拡げると起動時間が長くなり、照射光の波
長を適当に選定する場合には単色光を使用しなければな
らないからこのような理想状態は基本的に実現不可能で
ある。
から板間隔を拡げると起動時間が長くなり、照射光の波
長を適当に選定する場合には単色光を使用しなければな
らないからこのような理想状態は基本的に実現不可能で
ある。
文献（Ｊ、Ａｐｐｌ・Ｐｈｙｓ・４８（１９７７）ｐ。
Ｌ４２６）には両偏光子の偏光軸をそれぞれの隣接液晶
分子の優先方向に対して一定角度だけ回転させておくこ
とにより阻止位置においての洩れ光が低減されることが
証明されている。しかしこの方法は照射光ができるだけ
狭いスペクトル範囲内に収まりその上ディスプレイがマ
ルチプレックス方式により慎重に決められた実効電圧を
もって制御されるときに限って有効である。
分子の優先方向に対して一定角度だけ回転させておくこ
とにより阻止位置においての洩れ光が低減されることが
証明されている。しかしこの方法は照射光ができるだけ
狭いスペクトル範囲内に収まりその上ディスプレイがマ
ルチプレックス方式により慎重に決められた実効電圧を
もって制御されるときに限って有効である。
この発明の目的は冒頭に挙げた液晶ディスプレイを改良
して現在使用されている電界効果型ディスプレイの典型
的なコントラスト値に比べて比較的高いコントラストを
光阻止状態においての著しく高い吸着性能と共に保有し
、この特性をダイナミック制御の場合にもスタティック
制御の場合にも持つようにすることである。この目的は
特許請求の範囲第１項に特徴として挙げた構成とするこ
とによって達成される。
して現在使用されている電界効果型ディスプレイの典型
的なコントラスト値に比べて比較的高いコントラストを
光阻止状態においての著しく高い吸着性能と共に保有し
、この特性をダイナミック制御の場合にもスタティック
制御の場合にも持つようにすることである。この目的は
特許請求の範囲第１項に特徴として挙げた構成とするこ
とによって達成される。
この発明の根室は両偏光子の一方を隣り合った液晶方向
に平行に偏光し他方をそれに垂直に偏光するとしてねじ
り角αが９０°以下の限定された角度範囲内にあるとき
液晶の二つの接続状態の間のコントラストが通常の回転
セルの場合よりも確然と大きいという発見に基いている
。この事実は次のことから予想外のものであった。即ち
通常の考えによればねじり角が小さくなると両偏極子が
最早互に平行でないからセルは透過状態においての発光
力を失い、阻止状部においては同じ暗さにとどまり、フ
ントラストの消滅となるものとされている。実際にこの
発明による液晶セルにおいても透過状態において透過度
は正規の回転セルよりもいくらか低くなるがこの低下は
他方の接続状態においての吸収の増大によって充分以上
にＭ償される。従ってコントラスト比を４０％以上増大
さｉることも特別の変更無しに可能である。
に平行に偏光し他方をそれに垂直に偏光するとしてねじ
り角αが９０°以下の限定された角度範囲内にあるとき
液晶の二つの接続状態の間のコントラストが通常の回転
セルの場合よりも確然と大きいという発見に基いている
。この事実は次のことから予想外のものであった。即ち
通常の考えによればねじり角が小さくなると両偏極子が
最早互に平行でないからセルは透過状態においての発光
力を失い、阻止状部においては同じ暗さにとどまり、フ
ントラストの消滅となるものとされている。実際にこの
発明による液晶セルにおいても透過状態において透過度
は正規の回転セルよりもいくらか低くなるがこの低下は
他方の接続状態においての吸収の増大によって充分以上
にＭ償される。従ってコントラスト比を４０％以上増大
さｉることも特別の変更無しに可能である。
上記の現象は入力側の液晶分子の壁面配向に平行又は垂
直に振動する光が液晶層を通り抜ける際単に第一近似に
おいてのみその振動面の回転が起ることに起因するもの
である。詳しく観察すると直１５ＪＮ光された光がだ円
偏光として液晶から放出され、このだ内性が板間隔と両
液高屈折率の差と光の振動数の関数であることが示され
る。この複雑な関係のため特に光の振動数スペクトルが
広い場合ツウイスト状態の液晶の光学的挙動を見直すこ
とが困窮になる。しかしこの事実は同時に見掛は上僅か
な改造によってセルの光学特性を改善することを可能に
している。
直に振動する光が液晶層を通り抜ける際単に第一近似に
おいてのみその振動面の回転が起ることに起因するもの
である。詳しく観察すると直１５ＪＮ光された光がだ円
偏光として液晶から放出され、このだ内性が板間隔と両
液高屈折率の差と光の振動数の関数であることが示され
る。この複雑な関係のため特に光の振動数スペクトルが
広い場合ツウイスト状態の液晶の光学的挙動を見直すこ
とが困窮になる。しかしこの事実は同時に見掛は上僅か
な改造によってセルの光学特性を改善することを可能に
している。
この発明によるディスプレイでは著しく高いコントラス
トが他の特性の悪化をほとんど伴うことなく達成される
ことは注目に値する。例えばマルチフレックス可能性は
電圧・コントラス） 特性力その遷移領域において実質
上急峻性を保持しているからほとんど低下１−ない。更
に観察角度も一般に挟くなることなくある場合には逆に
広がることもある。この外にもセルはその暗区域におい
て色彩的に中性であり、公知の回転（ルにおいてＬばＬ
ば妨害となるクロマトグラフィ効果を生じないねじり角
め低下によりコントラストが高くなるだけではなくより
薄く液晶層によって同じフントラストが達成されること
も確められた。この効果はスイッチング時間を短縮する
ことができ、それによって動作温度範囲を低温度側に拡
げることができる点で特に四重である。
トが他の特性の悪化をほとんど伴うことなく達成される
ことは注目に値する。例えばマルチフレックス可能性は
電圧・コントラス） 特性力その遷移領域において実質
上急峻性を保持しているからほとんど低下１−ない。更
に観察角度も一般に挟くなることなくある場合には逆に
広がることもある。この外にもセルはその暗区域におい
て色彩的に中性であり、公知の回転（ルにおいてＬばＬ
ば妨害となるクロマトグラフィ効果を生じないねじり角
め低下によりコントラストが高くなるだけではなくより
薄く液晶層によって同じフントラストが達成されること
も確められた。この効果はスイッチング時間を短縮する
ことができ、それによって動作温度範囲を低温度側に拡
げることができる点で特に四重である。
液晶層のねじり角が９０’以下である回転セル自体は既
に多くの検討の対象になっている。これについては例え
ば西独国特許出順公告第２３６１８６３号公報又は西独
国特許出願公開第２４１５８０９号公報を挙げることが
できる。しかしこれらの文献には偏光軸の位置に関する
記載がないから偏光子は府側のように、互に平行又は垂
直に置かれているものとしなければならない。この配置
では上記の効果は発生せず、理論的に可能な二つの回転
方向を液晶層内でエネルギー的に優先させそれによって
層全体を一体として／ライスト状態にするという全く別
の目的を達成するものである。
に多くの検討の対象になっている。これについては例え
ば西独国特許出順公告第２３６１８６３号公報又は西独
国特許出願公開第２４１５８０９号公報を挙げることが
できる。しかしこれらの文献には偏光軸の位置に関する
記載がないから偏光子は府側のように、互に平行又は垂
直に置かれているものとしなければならない。この配置
では上記の効果は発生せず、理論的に可能な二つの回転
方向を液晶層内でエネルギー的に優先させそれによって
層全体を一体として／ライスト状態にするという全く別
の目的を達成するものである。
この発明の稙々の実施形態は特許請求の範囲第２項以下
に示されている。
に示されている。
図面を参照し実施例についてこの発明を更に詳細に説明
する。
する。
第１図の実施例は一例として自動車の計器盤に組込まれ
るもので前面直線偏光子１、前面支持板２、背面支持板
３および背面直線偏光子４から構成される。両支持板は
枠６によって規定された間隔を保って気密結合され、枠
と両支持板が彫金する室に液晶層７が満たされる。両支
持板は互に対向する面にそれぞれ導電層を備え、その一
方は背面板上の背面電極８であり他方は前面板上の別々
に制御可能のセグメント電極９となっている。両支持板
には更に配向層１１．１２が設けられる。
るもので前面直線偏光子１、前面支持板２、背面支持板
３および背面直線偏光子４から構成される。両支持板は
枠６によって規定された間隔を保って気密結合され、枠
と両支持板が彫金する室に液晶層７が満たされる。両支
持板は互に対向する面にそれぞれ導電層を備え、その一
方は背面板上の背面電極８であり他方は前面板上の別々
に制御可能のセグメント電極９となっている。両支持板
には更に配向層１１．１２が設けられる。
この配向層はそれに接する液晶分子を一様に僅かな角度
を保って配列させるものである。
を保って配列させるものである。
両支持板はその間にはさまれているｆｉＪＪＩ層が両側
の配向５層において示す優先方向の間に板の法線の方向
に見て約７０°の角度が保たれるように相対的に回転し
ている。このことは液晶が静止状態において約７０°の
ねじり角をもってプレーナ配向となっていることを意味
している。動作状態においては液晶分子はホメオトロピ
ック組織となり暗い背景上に明るい像を表示する。直Ｓ
偏光子１の偏向軸は板の法線の方向に見て境を接する液
晶ダイレクタの投影に平行であり、直線偏光子４の偏向
軸は隣りの液晶方向の支持板上への投影に垂直である。
の配向５層において示す優先方向の間に板の法線の方向
に見て約７０°の角度が保たれるように相対的に回転し
ている。このことは液晶が静止状態において約７０°の
ねじり角をもってプレーナ配向となっていることを意味
している。動作状態においては液晶分子はホメオトロピ
ック組織となり暗い背景上に明るい像を表示する。直Ｓ
偏光子１の偏向軸は板の法線の方向に見て境を接する液
晶ダイレクタの投影に平行であり、直線偏光子４の偏向
軸は隣りの液晶方向の支持板上への投影に垂直である。
この発明によって得られる利点を明らかにするため従来
の回転セルのトランスファ特性曲線とこの発明による回
転セルのトランスファ特性曲線を第２図と第３図に対比
して示す。これらの曲線は透過度Ｔ（％）と板間隔ｄ（
μｍ）の関係を三種の波長４５０ ｎｍ、５５０ｎｍお
よび６５０ｎｍにおいて示す。Ｔの値は両部光子が平行
であり液晶分子がねじられていないときの値を規準にし
た百分率である。ディスプレイに使用された液晶物質は
メルク社のＺＬｌ １５６５でありそのねじり角ｔ！９
０’０１ 又は７０°であり不活性状態に置かれている。第２図第
３図において曲１１Ａ１３．１４およびＩ６と１７．１
８および１９はそれぞれその順に波長４５０ｎｍ、５５
０ｎｍおよび６５ Ｑ ｎｍに対するものである。
の回転セルのトランスファ特性曲線とこの発明による回
転セルのトランスファ特性曲線を第２図と第３図に対比
して示す。これらの曲線は透過度Ｔ（％）と板間隔ｄ（
μｍ）の関係を三種の波長４５０ ｎｍ、５５０ｎｍお
よび６５０ｎｍにおいて示す。Ｔの値は両部光子が平行
であり液晶分子がねじられていないときの値を規準にし
た百分率である。ディスプレイに使用された液晶物質は
メルク社のＺＬｌ １５６５でありそのねじり角ｔ！９
０’０１ 又は７０°であり不活性状態に置かれている。第２図第
３図において曲１１Ａ１３．１４およびＩ６と１７．１
８および１９はそれぞれその順に波長４５０ｎｍ、５５
０ｎｍおよび６５ Ｑ ｎｍに対するものである。
これらの曲線からＴは両方のセルにおいて定性的には類
似した振動を示すが第３図の極大値は著しく低くなって
いることが認められる。
似した振動を示すが第３図の極大値は著しく低くなって
いることが認められる。
比較するセルの支持板８隔をいずれもコントラスト比が
５０：１となるように選定したときセルの重要なパラメ
ータの値を次表に１とめる。
５０：１となるように選定したときセルの重要なパラメ
ータの値を次表に１とめる。
Ｔｖ（％） １００ ８８Ｋ
５０ ５０ｄ （μｍｌ １１
，５ １０．０電（ｍｓｌ １００
７６１．３８ １．４５ （ｌＯ） Ｔｖ：完全に活性化されたときの透過度、セルＩの値を
１００％とする。
５０ ５０ｄ （μｍｌ １１
，５ １０．０電（ｍｓｌ １００
７６１．３８ １．４５ （ｌＯ） Ｔｖ：完全に活性化されたときの透過度、セルＩの値を
１００％とする。
Ｋ ：Ｂ４８型の偏光子を使用したときのコントラス
ト比。
ト比。
ｄ ：支持間間隔。
ｔ ：２ｏｃにおける投入時間＋遮断時間。
ｓ ：２ｏｃにおいてＴｖの９０％および１０％にな
るときの電圧の比。
るときの電圧の比。
表からセル■の方が明透過度がいくらか低く、液晶層が
薄く、スイッチング時間が確然と短く、多重化度の尺度
となるパラメータＳが僅か大きいことが分る。Ｓは理想
的には１となるものである。
薄く、スイッチング時間が確然と短く、多重化度の尺度
となるパラメータＳが僅か大きいことが分る。Ｓは理想
的には１となるものである。
比較したセルに使用した液晶は屈折率の異方性へ〇が０
．１３である。Δｎが大きくなると層の厚さを薄くする
ことができる。従って八〇＝０．２５のネマチック物質
を使用するとｄを約５．５μｍとしてセル■とほぼ等し
いパラメータ値が得られる。
．１３である。Δｎが大きくなると層の厚さを薄くする
ことができる。従って八〇＝０．２５のネマチック物質
を使用するとｄを約５．５μｍとしてセル■とほぼ等し
いパラメータ値が得られる。
クロマチック効果はこの場合にも発生しない。一般的に
言ってそれぞれのΔｎの値に対して適当な（１１） ｄの値を見出すことができ、ねじり角を小さくするとよ
り小さい層の厚さｄにおいて等しいコントラストを達成
す乞ことができる。
言ってそれぞれのΔｎの値に対して適当な（１１） ｄの値を見出すことができ、ねじり角を小さくするとよ
り小さい層の厚さｄにおいて等しいコントラストを達成
す乞ことができる。
この発明は図示の実施例に限定されない例えば正規の回
転セルの代りにホメオトロピック状態からツウイステッ
ドプレーナ状態に変えられる逆回転セルを使用してもこ
の発明の利点は確保される。
転セルの代りにホメオトロピック状態からツウイステッ
ドプレーナ状態に変えられる逆回転セルを使用してもこ
の発明の利点は確保される。
この場合セルは透過性であっても反射性であっても差は
ない。更に通常の偏光子の代りに液晶層が板に垂直な配
向となっているときは連立作用のない切換可能の偏光子
を使用することも可能である。
ない。更に通常の偏光子の代りに液晶層が板に垂直な配
向となっているときは連立作用のない切換可能の偏光子
を使用することも可能である。
この場合コントラスト比は明状態を更に明るくする供と
によりコントラスト比を特に大きくすることも可能であ
ろう。その他の点においても種々の互に関連する改善手
段を適当に選んで個々の場合に最も適したものとするこ
とも専門家にとって可能である。
によりコントラスト比を特に大きくすることも可能であ
ろう。その他の点においても種々の互に関連する改善手
段を適当に選んで個々の場合に最も適したものとするこ
とも専門家にとって可能である。
第１図はこの発明の一つの実施例の断面を示し、（１２
） 第２図と第３図は従来の回転セルとこの発明による回転
セルとの透過曲線を示す。 第１図において１：前面直線偏光子、２：前面支持体、
３：背面支持板、４：背面直線偏光子、７：液晶層、８
：背面電極、９：前面セグメント電極、１１と１２：配
向層。 ＩＧ１
） 第２図と第３図は従来の回転セルとこの発明による回転
セルとの透過曲線を示す。 第１図において１：前面直線偏光子、２：前面支持体、
３：背面支持板、４：背面直線偏光子、７：液晶層、８
：背面電極、９：前面セグメント電極、１１と１２：配
向層。 ＩＧ１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ） 二枚の互に平行する支持板の間に液晶層がはさま
れ、液晶は第一接続状態ではホメオトロピック配向であ
り第二接続状態では液晶分子が板の法線の方向において
全体で角度αだけねじられているプレーナ配向であり、
液晶層をはさんで二つの直線偏光子が配置され、板の法
線の方向に見て第一の直線偏光子の偏光軸は第一直線偏
光子に接する液晶分子が第二接続状態で示す優先方向に
平行であり、第二の直線偏光子の偏光軸は第二直線偏光
子に接する液晶分子が第二接続状態で示す優先方向に垂
直である液晶セルにおいて角度αが次の条件 ６０°≦α≦８０゜ を満たしていることを特゛微とする電界効果型液晶セル
。 ２）角度αが６５°と７５°の間に特に６８°と７２゜
の間に選ばれていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液晶セル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813138518 DE3138518C1 (de) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | Feldeffekt-Flüssigkristallzelle |
| DE31385184 | 1981-09-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866917A true JPS5866917A (ja) | 1983-04-21 |
Family
ID=6142790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16640182A Pending JPS5866917A (ja) | 1981-09-28 | 1982-09-24 | 電界効果型液晶セル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866917A (ja) |
| DE (1) | DE3138518C1 (ja) |
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| JPH01252932A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
| USRE36725E (en) * | 1984-10-22 | 2000-06-06 | Seiko Epson Corporation | Projection-type display device |
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-
1981
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1982
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Also Published As
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|---|---|
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